级数

无穷个数相加

有意义:1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + …… + 1/2n-1 = 2

无意义:1 + 2 + 3 + 4 +  …… = ∞

e = limx→∞(1+1/x)x = 1 + 1/1! + 1/2! + 1/3! +  …… 

 

级数( Σ 西格玛)  Σ(∞ n=1)  代表  ,表示 n 从 1 到 无穷大。

例如,级数 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + …… 的通项为 an  = 1/2n-1 ,前n项部分和为S= 1 + 1/2 + …… + 1/2n-1 = 2 * (1-1/2n)

例如,级数 1/2*3 + 1/3*4 + 1/4*5 + …… 的通项为 an  = 1/(n+1)(n+2),故此级数可写为 Σ(∞ n=1)1/(n+1)(n+2)

例如,级数 Σ(∞ n=1)(-1)n-1,即为 1 - 1 + 1 - 1 + ……

 

 

若 limx→∞Sn = S,则称 Σ(∞ n=1)an 收敛,S 为级数 Σ(∞ n=1)an 之和,记为  Σ(∞ n=1)an = S。

若 limx→∞Sn 不存在,则称 Σ(∞ n=1)a是发散的。

例如, Σ(∞ n=1)1/2n-1 是收敛的,且其和为 2.

例如,级数Σ(∞ n=1)1+2+3+4+……+n+…… 是发散的,因为 Sn = 1+2+3+4+……+n = n(n+1)/2,limx→∞Sn = ∞.

 

几何级数   例: Σ(∞ n=1)aqn-1(a!=0)

当 |q|<1 时收敛,因为 S = limn→∞Sn = limn→∞(a-aqn) /(1-q) = a/(1-q)

当 |q|>1 时发散,因为 S = limn→∞Sn = limn→∞(a-aqn) /(1-q) = ∞

当 q=1 时发散,因为 S = a+a+a+……,Sn=na,limn→∞Sn = ∞

当 q=-1 时发散,因为 S = a-a+a-a+……,S2n = 0,S2n-1 = a,limn→∞Sn 不存在

 

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